【文章导读】：近年来，随着卷烟工业打造优秀卷烟工厂，实现精细化、柔性化、均质化的生产需要，生产制造执行系统(MES)作为支撑卷烟厂生产管理上水平的重要手段和途径，越来越受到卷烟厂的信息化建设工作的高度重视。

本文拟根据MES系统的功能特点，依托卷烟厂MES项目，探讨基于MES系统的精益生产管理体系的研究与应用。

MES在卷烟工业精益生产中的应用研究

　近年来，随着卷烟工业打造优秀卷烟工厂，实现精细化、柔性化、均质化的生产需要，生产制造执行系统(MES)作为支撑卷烟厂生产管理上水平的重要手段和途径，越来越受到卷烟厂的信息化建设工作的高度重视。

　　制造执行系统(MES)是美国管理界于上世纪90年代提出的。美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)通过对大量企业的调查发现，现有的企业生产管理系统普遍由以ERP/MRPII为代表的企业管理软件、以SCADA、HMI(Human Machine Interface)为代表的生产过程监控软件和以实现操作过程自动化，支持企业全面集成的MES软件群组成。但由于MES强调控制和协调，使现代制造业信息系统不仅有很好的计划系统，而且还拥有能使计划落实到实处的执行系统;因此，MES在国外的企业中迅速推广开来，并给企业带来了巨大的经济效益。企业认识到只有将数据信息从产品级取出，穿过操作控制级，送达管理级，通过连续信息流来实现企业信息全集成，才能使企业在日益激烈的竞争中立于不败之地。

　　本文拟根据MES系统的功能特点，依托卷烟厂MES项目，探讨基于MES系统的精益生产管理体系的研究与应用。

　　1.MES与精益生产的关系

　　MES是生产过程控制系统与管理信息系统之间的执行层，主要负责生产管理和调度执行。MES关注整个工厂的生产过程，主要是通过生产调度、生产统计、成本控制、物料平衡和能源管理过程组织生产，并将信息加以采集、传递和加工处理，及时呈报企业管理信息系统，从而实现企业管理信息系统与过程控制系统之间数据的无缝连接与共享，实现产品与质量设计、统一计划与物流调度在生产全过程中的一体化，达到对现场的生产、质量的控制与管理的目的。

　　MES在精益生产中的特点：

　　(1)实现计划、生产和控制的实时化管理。MES通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力，提供了在统一平台上集成诸如质量控制、生产查询、生产调度等功能，从而实现企业实时化的计划管理/制造执行/生产控制三层体系结构，起到承上启下的作用，改善生产组织、缩短生产周期、减少在制品数量、缩短生产提前期，提高产品质量，降低人力资源消耗。

　　(2)实现制造系统集成，最终实现精益化目标。MES的关键是整个生产过程的优化，它需要收集生产过程中大量的实时数据，并对实时事件及时进行处理。MES系统将制造系统的计划和进度安排、追综、监视、控制，物料流动，质量管理，设备的控制和ERP集成为一体化进行管理，实施制造精益化生产战略。

　　2.MES在卷烟厂精益生产中的具体应用

　　2.1 精益生产管理实施背景

　　2012年，根据烟草行业改革与发展总体思路，提出了“行业知名品牌合作生产典范”的管理进步目标。内外环境的变化、硬件的升级对烟草制造企业的生产管理模式提出了如下要求：

　　(1)外部环境的变化，迫切要求卷烟企业实施精益化生产。国内、国际环境变化大，通胀风险、货币汇率等给行业带来不确定性，产业安全和食品安全上面临挑战，能源的持续紧张、原材料价格上涨、环境保护的压力给卷烟制造企业提出了新的要求。如何控制生产成本，降低生产消耗，节约生产能源，是卷烟生产企业面临的一项重要课题。

　　(2)以MES为支撑，连通“供产销”整个流程，开展精益生产管理体系建设，不断提升生产组织运营能力、质量控制能力、成本控制能力，全面满足市场及对外合作的需求。

　　2.2 基于MES的精益生产体系

　　MES构架如图1所示，整体网络拓扑如图2所示。系统主要包括：

　　(1)MES应用服务器：运行罗克韦尔自动化MES核心平台ProductionCentre，建立工厂模型，配置基础数据，定义工作流程，以图形化配置和二次开发相结合的方式实现MES的业务逻辑，采用负载均衡的集群方式提高系统可靠性。

　　(2)集成服务器：运行罗克韦尔自动化MES中间件EIG，实现MES系统与中烟公司的相关管理信息系统，卷烟厂的制丝、卷包、物流等信息系统之间的接口。

　　(3)实时数据库服务器：运行罗克韦尔自动化的实时数据库软件HistorianSE，实时采集过程控制系统的关键数据，并压缩归档。

　　(4)WEB服务器：运行罗克韦尔自动化MES核心平台ProductionCentre，实现网页发布、制造智能和报表等功能。

　　(5)Oracle数据库服务器：运行Oracle11g企业版，存储和管理MES系统运行相关的静态和动态的业务数据，采用负载均衡的集群方式提高系统可靠性。

　　图1 MES架构

　　图2 MES网络拓扑

　　3.基于MES的精益生产实施效果

　　卷烟厂MES在精益生产中的应用与实施，突破了传统卷烟生产管理模式，按照“以生产为中心，以质量为核心，以MES为支撑，以各个管控集成系统为基础，以平稳运行、达标达产为方向”的总体思路，将人、机、料、法通过系统有机的集成起来，逐步实现：

　　(1)生产管理智能化。生产由被动指挥到实时调度转变，生产管理模式形成一体化，系统以数据采集为基础，集成卷包、制丝、能源动力、物流等相独立的生产环节，提高各系统各部门间协调指挥的能力，同时对生产过程在线跟踪，为指挥调度提供可视化的信息展现平台，提高生产过程的快速反应与敏捷制造的能力。

　　(2)物料管理集成化。原厂辅料的采购、入库、消耗以及成品、半成品的制造管理相对独立，而辅料高架库和成品高架库刚刚建立，各系统尚未集成和联动，导致物料管理的相关信息不畅通，不能共享，无法对物料进行跟踪。MES将以上各系统中的物料管理模块进行集成，实现了对整个卷烟生产过程物料信息的全面跟踪。

　　(3)工艺控制精细化：通过工艺质量在线控制，将工艺质量评定分析执行到每个环节，建立工艺质量标准的参数化、程序化，同时以数字和图形的形式表现出来，从质量源头追溯，从而达到产品质量大大提升的目标。

　　(4)制造过程可溯化：针对卷烟生产的主要环节，建立产品跟踪和追溯档案，以批次为追溯主线，实现整个产品追溯流程，完善物料、设备、质量等信息，为生产管理提供完整的数字化生产记录。

　　4.结语

　　基于MES的精益生产管理体系的实施，为企业实现产品与质量控制、生产计划与物流调度在生产全过程中的一体化提供可靠保证。效率科技MES解决方案能够集中监控从物料投产至成品入库全生产过程，采集生产过程中发生的所有事件，并对物料消耗、设备监控、产品检测进行管控，通过不同的项目看板实时呈现给企业管理者及一线操作人员，让整个车间现场完全透明化。通过全面提高制造执行能力，实现产品质量管控、有效控制库存、优化生产流程，并提供强大的集成化服务，最终为制造企业用户营造一个快速响应、有弹性的精细化制造管理平台，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和服务质量。